淋巴細(xì)胞成熟與抗原受體基因的表達(dá)文檔資料

1、 免疫細(xì)胞（免疫細(xì)胞（immunocytes）凡參與免疫應(yīng)答或與免疫應(yīng)答有關(guān)的細(xì)凡參與免疫應(yīng)答或與免疫應(yīng)答有關(guān)的細(xì)胞胞包括：包括：淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞單核巨噬細(xì)胞單核巨噬細(xì)胞抗原遞呈細(xì)胞抗原遞呈細(xì)胞粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、血小板等粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、血小板等 淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞t t淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞b b淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞nknk細(xì)胞細(xì)胞 免疫活性細(xì)胞免疫活性細(xì)胞 ( (immunocompetent cell，icc) )t t、b b細(xì)胞均有特異性抗原受體，接受抗原刺細(xì)胞均有特異性抗原受體，接受抗原刺激后能發(fā)生活化、增殖和分化，產(chǎn)生特異性激后能發(fā)生活化、增殖和分化，產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答，故稱免疫活性細(xì)胞免疫

2、應(yīng)答，故稱免疫活性細(xì)胞第一節(jié)第一節(jié) b b細(xì)胞成熟過程細(xì)胞成熟過程 b cell maturation 骨髓內(nèi)成熟骨髓內(nèi)成熟 骨髓外成熟骨髓外成熟 b b細(xì)胞因在骨髓（細(xì)胞因在骨髓（b bone marrowone marrow）或）或禽類法氏囊（禽類法氏囊（b bursa of fabriciusursa of fabricius）中）中分化成熟而得名，簡稱分化成熟而得名，簡稱b b細(xì)胞細(xì)胞the discovery of b cell immunity1957- bruce glick, ohio state universitystudies on the function of the

3、 a lymphoid organ in the cloacal region of the chicken the bursa of fabricius bursectomy no apparent effectnone of the bursectomised chickens made anti-salmonella antibodies bursa was the organ where antibody producing cells developed antibody producing cells were thereafter called b cellstransfer f

4、oetalliver cellsorigin of b cells and organ of b cell maturation no matureb cellsafter birth, development continues in the bone marrownormal bone marrowdefective bone marrowmature b cellsin peripheryb cell development starts in the foetal liver起源：起源：胎兒期胎兒期胎肝和骨髓胎肝和骨髓出生后出生后骨髓骨髓 兩階段兩階段: : 骨髓內(nèi)成熟骨髓內(nèi)成熟( (

5、抗原非依賴期抗原非依賴期) ) 骨髓外成熟骨髓外成熟( (抗原依賴期抗原依賴期) )一、骨髓內(nèi)成熟過程一、骨髓內(nèi)成熟過程1 1、骨髓微環(huán)境和、骨髓微環(huán)境和b b細(xì)胞成熟細(xì)胞成熟2 2、b b細(xì)胞成熟的分期細(xì)胞成熟的分期3 3、未成熟自身反應(yīng)性、未成熟自身反應(yīng)性b b細(xì)胞的陰性選擇細(xì)胞的陰性選擇4 4、igig基因重排基因重排1 1、骨髓微環(huán)境和、骨髓微環(huán)境和b b細(xì)胞成熟細(xì)胞成熟 b b細(xì)胞成熟四階段細(xì)胞成熟四階段祖祖b b細(xì)胞（細(xì)胞（pro b cellspro b cells）前前b b細(xì)胞（細(xì)胞（pre b cellspre b cells）未成熟未成熟b b細(xì)胞（細(xì)胞（immature

6、 b cellsimmature b cells）成熟成熟b b細(xì)胞（細(xì)胞（mature b cellsmature b cells）1 1、骨髓微環(huán)境和、骨髓微環(huán)境和b b細(xì)胞成熟細(xì)胞成熟 骨髓基質(zhì)細(xì)胞提供微環(huán)境骨髓基質(zhì)細(xì)胞提供微環(huán)境vcam-1scfil-7基質(zhì)細(xì)胞基質(zhì)細(xì)胞vla-4c-kitil-7r祖祖b b細(xì)胞細(xì)胞early pro-bc-kitscfvla-4pro-bcytokines and cell-cell contacts at each stage of differentiation are differentstromal cellcamvcam-1early pr

7、o-bil-7rstromal celllate pro-bpre-bil-7cytokines and cell-cell contacts at each stage of differentiation are differentbone marrow stromal cellmaturing b cellsbbstromal cell2、b細(xì)胞成熟的分期細(xì)胞成熟的分期分期分期重鏈重鏈輕鏈輕鏈表面標(biāo)志表面標(biāo)志祖祖b b細(xì)胞細(xì)胞(pro-b)(pro-b)（重鏈基因重排）（重鏈基因重排）胞質(zhì)胞質(zhì)前前b b細(xì)胞細(xì)胞(pre-b)(pre-b)（輕鏈基因重排）（輕鏈基因重排）替代輕替代輕鏈鏈類

8、類igig未成熟未成熟b b細(xì)胞細(xì)胞(immature-b)(immature-b)（輕鏈基因重排、陰性選擇）（輕鏈基因重排、陰性選擇）或或igmigm成熟成熟b b細(xì)胞細(xì)胞(mature-b)(mature-b)+或或igmigmigdigd四階段：四階段： 祖祖b b細(xì)胞細(xì)胞 前前b b細(xì)胞細(xì)胞 未成熟未成熟b b細(xì)胞細(xì)胞 成熟成熟b b細(xì)胞細(xì)胞主要事件：主要事件： igig基因重排基因重排 陰性選擇陰性選擇3、陰性選擇、陰性選擇（negative selection） 發(fā)生于未成熟發(fā)生于未成熟b b細(xì)胞細(xì)胞 若若migmmigm與基質(zhì)細(xì)胞上的多價自身抗原結(jié)合，與基質(zhì)細(xì)胞上的多價自身抗原結(jié)

9、合，發(fā)生交聯(lián)而致未成熟發(fā)生交聯(lián)而致未成熟b b細(xì)胞細(xì)胞凋亡凋亡（apoptosisapoptosis） 若若migmmigm與單價可溶性自身抗原結(jié)合，引起與單價可溶性自身抗原結(jié)合，引起自身反應(yīng)性自身反應(yīng)性b b細(xì)胞細(xì)胞無能無能(anergy)(anergy) 通過陰性選擇的未成熟通過陰性選擇的未成熟b b細(xì)胞繼續(xù)發(fā)育為細(xì)胞繼續(xù)發(fā)育為成熟成熟b b細(xì)胞細(xì)胞（表達(dá)（表達(dá)migmmigm和和migdmigd）negative selection-apoptosisimmature b cell recognisesmultivalentself agbclonal deletion by apopt

10、osisy ybimmaturebybyyybanergic b celligd normal igm lowimmature b cell recognisessoluble self agno cross-linkingyybimmaturebigmigdigdigdnegative selection-anergyyyyyyymature b cellexported to theperipheryyyigd and igm normaligmigdigdigdigdigmigmigmimmature b cell doesnt recognise anyself agyybimmatu

11、rebbbnegative selection-mature b cellsbinding to self molecules in the bone marrow can lead to the death or inactivation of immature b cells 4 4、igig基因重排基因重排（gene rearrangement） igig的基因結(jié)構(gòu)的基因結(jié)構(gòu)( (胚系基因胚系基因) )鏈基因鏈基因- 2- 2號染色體號染色體 鏈基因鏈基因- 22- 22號染色體號染色體 h h鏈基因鏈基因- 14- 14號染色體號染色體 輕鏈基因分為輕鏈基因分為v v、j j、c c三

12、組基因片段三組基因片段重鏈基因分為重鏈基因分為v v、d d、j j、c c四組基因片段四組基因片段無功能，不表達(dá)無功能，不表達(dá)the numbers of functional gene segments for the v regions of human heavy and light chains ig的基因重排（的基因重排（ig gene rearrangement） b細(xì)胞成熟過程中，細(xì)胞成熟過程中，ig基因片段經(jīng)重排后基因片段經(jīng)重排后方能表達(dá)為功能性的方能表達(dá)為功能性的ig 重鏈基因重排重鏈基因重排 輕鏈基因重排輕鏈基因重排 等位排斥和同種型排斥等位排斥和同種型排斥vdjcdjv

13、cd jvcd jvgermlinedh-jh joiningvh-dhjh joiningvjcvcjvgermlinevl-jl joiningheavy chain rearrangementcvd jvhdhjh-ch joiningvcjvljl-cljoininglight chain rearrangementdjdj編碼重鏈編碼重鏈vdjvdj(v(v基因基因) )vdjcvdjcsplicing of igm and igd rnacm1cm2cm3cm4cd1cd2cd3pa1vdjcm1cm2cm3cm4cd1cd2cd3vdjaaa rna cleaved and po

14、lyadenylated at pa2vdjcmigm mrnarna cleaved and polyadenylated at pa1aaavdjcdigd mrnacg1cg3cdcmvdjcm1cm2cm3cm4cd1cd2cd3dnapa1pa2vdjtwo types of mrna can be made simultaneously in the cell by differential usage of alternative polyadenylation sites and splicing of the rna vj(vvj(v基因基因) ) vjcvjc 編碼輕鏈編碼

15、輕鏈 等位排斥（等位排斥（allelic exclusion） ig 基因重排時，一對同源染色體上的兩個等位基因重排時，一對同源染色體上的兩個等位基因中只有一個能表達(dá)基因中只有一個能表達(dá) 使得一個使得一個b細(xì)胞只能表達(dá)一種輕鏈和一種重鏈細(xì)胞只能表達(dá)一種輕鏈和一種重鏈 同種型排斥（同種型排斥（isotypic exclusion） 一個一個b細(xì)胞中，細(xì)胞中，鏈基因和鏈基因和鏈基因只有其中的鏈基因只有其中的一種能夠表達(dá)一種能夠表達(dá) 使得一個使得一個b細(xì)胞只能表達(dá)細(xì)胞只能表達(dá)或或鏈中的一種鏈中的一種 ig ig基因重排機(jī)制基因重排機(jī)制 ig 基因重排機(jī)制基因重排機(jī)制 重組識別信號序列和重組酶重組識別

16、信號序列和重組酶 重組酶重組酶rag1和和rag2 識別信號序列識別信號序列rss 12/23原則與原則與vdj基因片段重組基因片段重組v7239j7129dh71297129vh7239jh7239 rssrss間隔序列相同的基因片段之間不能發(fā)生重組間隔序列相同的基因片段之間不能發(fā)生重組 只有只有rssrss間隔序列不同的基因片段之間能發(fā)生重組間隔序列不同的基因片段之間能發(fā)生重組12merrss12merrss間隔序列的基因片段與間隔序列的基因片段與23merrss23merrss間隔序列的基因間隔序列的基因片段才有可能發(fā)生重組片段才有可能發(fā)生重組recognition signal seq

17、uences (rss) and 12/23 rule v7239d7129jv723972397129d7129j72397129vdjrag1 & rag 2 and high mobility group proteins bind to the rssthe two rag1/rag 2 complexes bind to each other and bring the v region adjacent to the dj region the recombinase complex makes single stranded nicks in the dna the nicks

18、are sealed to form a hairpin structure at the end of the v and d regions the recombinase complex remains associated with the breaksteps of ig gene recombinationvdj72397129a number of other proteins, (ku70:ku80, xrcc4 and dna dependent protein kinases) bind to the hairpins and the heptamer ends. vdjt

19、he hairpins at the end of the v and d regions are opened, and exonucleases and transferases remove or add random nucleotides to the gap between the v and d regionvdj7 2397129dna ligase iv joins the ends of the v and d region to form the coding joint and the two heptamers to form the signal joint.ste

20、ps of ig gene recombination ig的表達(dá)（成熟的表達(dá)（成熟b） 重鏈與輕鏈的表達(dá)重鏈與輕鏈的表達(dá) 鏈和鏈和鏈鏈 鏈或鏈或鏈鏈 重鏈與輕鏈的裝配重鏈與輕鏈的裝配 鏈和鏈和鏈分別與輕鏈配對，形成鏈分別與輕鏈配對，形成igmigm和和igdigd（bcrbcr） 特異性相同，恒定區(qū)不同特異性相同，恒定區(qū)不同二、骨髓外成熟過程二、骨髓外成熟過程 成熟成熟b細(xì)胞在外周遇到抗原，產(chǎn)細(xì)胞在外周遇到抗原，產(chǎn)生免疫應(yīng)答，最終分化成為漿細(xì)胞和生免疫應(yīng)答，最終分化成為漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞記憶細(xì)胞兩個主要變化兩個主要變化: 體細(xì)胞高頻突變體細(xì)胞高頻突變 ig轉(zhuǎn)類（同種型轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)類（同種型轉(zhuǎn)換）b

21、 cell recognisesnon-self antigenin periphery ig-secreting plasma celldifferentiation in the peripheryyyyyyyyyybyyyyyyybyyyyyyybmature peripheralb cellyyyyyyybmemory cell1、體細(xì)胞高頻突變、體細(xì)胞高頻突變(somatic hypermutation) 初次免疫應(yīng)答后期和再次免疫應(yīng)答初次免疫應(yīng)答后期和再次免疫應(yīng)答 生發(fā)中心活化增殖的生發(fā)中心活化增殖的b細(xì)胞細(xì)胞 輕鏈和重鏈輕鏈和重鏈v基因發(fā)生隨機(jī)點突變基因發(fā)生隨機(jī)點突變 抗原選擇抗

22、原選擇 表達(dá)高親和力表達(dá)高親和力ig的的b細(xì)胞被選擇存活細(xì)胞被選擇存活 表達(dá)低親和力表達(dá)低親和力ig的的b細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡 抗體親和力提高抗體親和力提高抗體親和力成熟（抗體親和力成熟（affinity maturation）bbbbbbbbmutation bbbbb2、重鏈轉(zhuǎn)類重鏈轉(zhuǎn)類(class switching) igig轉(zhuǎn)類（轉(zhuǎn)類（class switchingclass switching） 同種型轉(zhuǎn)換（同種型轉(zhuǎn)換（isotype switchingisotype switching） b細(xì)胞受抗原刺激后，最先產(chǎn)生細(xì)胞受抗原刺激后，最先產(chǎn)生igm，然后再轉(zhuǎn)，然后再轉(zhuǎn)成產(chǎn)生其它類別的

23、成產(chǎn)生其它類別的ig，這種現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為ig轉(zhuǎn)類轉(zhuǎn)類 機(jī)制：轉(zhuǎn)換重組，即機(jī)制：轉(zhuǎn)換重組，即vdj基因片段與下游的另一基因片段與下游的另一個個c基因重組基因重組 特點：特點：ig fab不變，抗體特異性不變不變，抗體特異性不變 意義：意義：ig fc的改變使抗體效應(yīng)機(jī)制發(fā)生變化，以的改變使抗體效應(yīng)機(jī)制發(fā)生變化，以適應(yīng)消滅病原菌的需要適應(yīng)消滅病原菌的需要class switchingca2cecg4cg2ca1cg1cg3cdcmcmcdcg3vdjsg g3cmcdcg3vdjcg1sg g1ca1cg3vdjca1cg3vdjigg3 produced.switch from igmv

24、djca1iga1 produced.switch from igg3vdjca1iga1 produced.switch from igm三、三、ig多樣性產(chǎn)生機(jī)制多樣性產(chǎn)生機(jī)制 多個多個v v（d d）j j基因片段基因片段 重組多樣性（重組多樣性（vdjvdj、vjvj隨機(jī)重組）隨機(jī)重組） 連接的多樣性（連接的不精確性、連接的多樣性（連接的不精確性、n n區(qū)多樣性）區(qū)多樣性）n n區(qū)插入?yún)^(qū)插入 igig重鏈基因重排時，在重鏈基因重排時，在v-dv-d之間和之間和d-jd-j之間額外加入新的之間額外加入新的核苷酸，這些核苷酸序列不是依賴模板而加入的，稱為核苷酸，這些核苷酸序列不是依賴模板而

25、加入的，稱為非模板區(qū)非模板區(qū) h h、l l鏈的隨機(jī)組合鏈的隨機(jī)組合 體細(xì)胞高頻突變體細(xì)胞高頻突變junctional diversity n nucleotide additionsvtcgaagd jattataterminal deoxynucleotidyl transferase (tdt) adds nucleotides randomly to the p nucleotide ends of the single-stranded v and d segment dnacactccttattcttgcaavtcgaagd jattatacacaccttattcttgcaa co

26、mplementary bases annealvd jdna polymerases fill in the gaps with complementary nucleotides and dna ligase iv joins the strandstcgaagattatacacaccttattcttgcaad jtata exonucleases nibble back free endsvtcgacacaccttattcttgcaavtcdtagtt at atag c第一節(jié)第一節(jié) t細(xì)胞成熟過程細(xì)胞成熟過程 胸腺微環(huán)境與胸腺微環(huán)境與t細(xì)胞成熟分期細(xì)胞成熟分期 t細(xì)胞胸腺內(nèi)成熟過程細(xì)胞

27、胸腺內(nèi)成熟過程 t淋巴細(xì)胞因在胸腺中分化成熟，所以稱淋巴細(xì)胞因在胸腺中分化成熟，所以稱為胸腺依賴性淋巴細(xì)胞（為胸腺依賴性淋巴細(xì)胞（thymus-dependent lymphocytes），簡稱），簡稱t細(xì)胞細(xì)胞起源：起源： 胚胎期：卵黃囊、肝臟胚胎期：卵黃囊、肝臟 成人：骨髓成人：骨髓發(fā)育發(fā)育: 胸腺胸腺胸腺微環(huán)境：胸腺微環(huán)境： 哺育細(xì)胞、胸腺上皮細(xì)胞、哺育細(xì)胞、胸腺上皮細(xì)胞、dc、m 胸腺激素、細(xì)胞因子胸腺激素、細(xì)胞因子 胸腺細(xì)胞（胸腺細(xì)胞（thymocytes） 胸腺內(nèi)發(fā)育中的胸腺內(nèi)發(fā)育中的t細(xì)胞細(xì)胞一、胸腺微環(huán)境與一、胸腺微環(huán)境與t細(xì)胞成熟分期細(xì)胞成熟分期骨髓骨髓胸腺胸腺皮質(zhì)淺層皮質(zhì)淺

28、層皮質(zhì)深層皮質(zhì)深層髓質(zhì)髓質(zhì)t細(xì)胞成熟分期細(xì)胞成熟分期 t t細(xì)胞胸腺內(nèi)成熟四階段：細(xì)胞胸腺內(nèi)成熟四階段：祖祖t t細(xì)胞（細(xì)胞（pro t cellspro t cells）前前t t細(xì)胞（細(xì)胞（pre t cellspre t cells）未成熟未成熟t t細(xì)胞（細(xì)胞（immature t cellsimmature t cells）成熟成熟t t細(xì)胞（細(xì)胞（mature t cellsmature t cells）t細(xì)胞成熟分期細(xì)胞成熟分期分期分期tcrcd4/cd8cd3祖祖t 細(xì)胞細(xì)胞（pro t cell）tcr cd4-cd8-dncd3-前前t 細(xì)胞細(xì)胞（pre t cell）tcr pt:cd4+cd8+dpcd3+未成熟未成熟t細(xì)胞細(xì)胞（immature t cell）tcr cd4+cd8+dpcd3+成熟成熟t細(xì)胞細(xì)胞（mature t cell）tcrcd4+/cd8+spcd3+胸腺細(xì)胞三階段胸腺細(xì)胞三階段: dn（double negative cells）： cd4-cd8- dp（double positive cells）： cd4+cd8+ sp（single positive cells）